DE527786C

DE527786C - Method for determining the curve shape of periodic electrical processes

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Publication number: DE527786C
Application number: DET35883D
Authority: DE
Original assignee: FRIEDRICH TRAUTWEIN DR ING
Current assignee: FRIEDRICH TRAUTWEIN DR ING
Priority date: 1928-11-02
Filing date: 1928-11-02
Publication date: 1931-06-25

Description

Verfahren zur Bestimmung des Kurvenverlaufs von periodischen elektrischen Vorgängen Es ist bekannt, die Untersuchung von periodischen Vorgängen dadurch vorzunehmen, daß man ein kleines Zeitelement periodisch ausblendet und die Phase des Zeitelementes beliebig einstellbar gestaltet, so daß man auf diese Weise den Momentanwert an jeder Phasenstelle ermitteln kann. Die bisher bekannt gewordenen Hilfsmittel hierfür sind mechanischer Art, z. B. die sogenannte Joubertsche Scheibe.Method for determining the curve shape of periodic electrical Processes It is known that the investigation of periodic processes can be carried out by that one periodically fades out a small time element and the phase of the time element freely adjustable, so that you can see the instantaneous value at each in this way Can determine phase position. The tools that have become known so far are mechanical type, e.g. B. the so-called Joubert disk.

Derartige mechanische Einrichtungen haben, abgesehen von ihrer Kompliziertheit, den Nachteil, daß sie nur in Verbindung mit mechanischen Rotationsvorgängen anwendbar sind.Such mechanical devices, apart from their complexity, the disadvantage that they can only be used in connection with mechanical rotation processes are.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Kurvenverlaufes von periodischen elektrischen Vorgängen, bei dem erfindungsgemäß in der Nähe jedes Scheitels der zu untersuchenden Schwingung ein kleines Zeitelement mit Hilfe eines bzw. mehrerer elektrischer Ventile ausgeblendet wird und diese Scheitelimpulse mit Hilfe eines Phasenschiebers durch Veränderung der Einstellung desselben für jeden beliebigen Phasenwert derart in Zusammenwirkung mit der zu untersuchenden Schwingung gebracht werden, daß die Zusammenwirkung ein Maß für den Momentanwert der zu untersuchenden Schwingung an der betreffenden Phasenstelle ergibt. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.The invention relates to a method for determining the course of the curve of periodic electrical processes, in which, according to the invention, in the vicinity of each Vertex of the oscillation to be examined a small time element with the help of a or several electrical valves is hidden and these peak pulses with Help a phase shifter by changing the setting of the same for each any phase value in such a way in cooperation with the oscillation to be examined be brought that the interaction is a measure of the instantaneous value to be examined Oscillation results at the relevant phase point. To further explain the Invention is described with reference to the drawing, an embodiment.

Aus der Leitung L in Abb. z wird der zu untersuchende Strom entnommen und zwei Kreisen zugeführt. Der erste Kreis dient zur Bildung periodischer kurzer Zeitelemente, während der zweite Stromzweig den zu untersuchenden Strom liefert. Der zur Bildung der Zeitelemente dienende Strom wird zunächst über einen Transformator T geführt und dann zweckmäßigerweise mit Hilfe einer an sich bekannten Siebkette D von seinen Oberschwingungen gereinigt; diese Maßnahme ist aber nur bei verhältnismäßig stark verzerrten Kurven erforderlich. Der gereinigte Strom durchfließt einen Phasenschieber; in dem Ausführungsbeispiel wird eine Brücke nach Deguisne als Phasenschieber verwendet, welche bei konstanter Amplitude der zugeführten Wechselspannung die Einstellung jeder beliebigen Phase gestattet. Um eine Rückwirkung des durch die Phaseneinstellung veränderlichen Gesamtwiderstandes der Brückenkombination auf den zu untersuchenden Strom in der Leitung L zu vermeiden, wählt man die Widerstände r1 und r2 zweckmäßigerweise klein gegenüber r3. Wenn die Belastung der Leitung L durch die Brücke eine Rolle spielt, kann man vor die Drosselkette D noch einen Proportionalverstärker einschalten.The current to be investigated is taken from the line L in Fig. Z and fed to two circles. The first circle is used to form periodic short ones Time elements, while the second branch supplies the current to be examined. The current used to form the time elements is initially supplied via a transformer T out and then expediently with the help of a sieve chain known per se D cleaned of its harmonics; however, this measure is only proportionate strongly distorted curves required. The purified stream flows through a phase shifter; In the exemplary embodiment, a Deguisne bridge is used as the phase shifter, which the setting at constant amplitude of the supplied alternating voltage any phase permitted. To a retroactive effect of the phase adjustment variable total resistance of the bridge combination on the to be examined To avoid current in the line L, the resistors r1 and r2 are expediently chosen small compared to r3. If the load on line L through the bridge matters plays, you can switch on a proportional amplifier in front of the choke chain D.

Die Einstellung der Phasenverschiebung geschieht durch Einstellen des Kondensators C, dessen Platten zweckmäßigerweise nach der Art der bekannten Frequenzkondensatoren so geformt sind, daß die Kondensatoreinstellung proportional der Phasenverschiebung ist. Man kann aber auch bei beliebiger Kondensatorform einen beliebigen Indikator für die Phase, z. B. eine Elektronenröhre, verwenden, deren Gitter von der Hilfsphase und deren Anode von der Grundphase erregt wird. Bekanntlich hängt die Phasenverschiebung bei gegebenem Wirkwiderstand y3 von der Frequenz ab. Um die Vorrichtung für die verschiedensten Frequenzen brauchbar zu machen, wird daher der Widerstand y3 zweckmäßigerweise derart veränderlich ausgebildet, daß für jede zu untersuchende Grundfrequenz ein Wert für den Widerstand y3 bestimmt wird, für welchen die Eichung des Kondensators C nach der Phase richtig ist.The phase shift is set by setting of the capacitor C, the plates of which are expediently of the type known Frequency capacitors are shaped so that the capacitor setting is proportional is the phase shift. But you can also use one with any capacitor shape any indicator for the phase, e.g. B. use an electron tube whose Grid from the auxiliary phase and whose anode is excited by the basic phase. As is well known the phase shift depends on the frequency for a given effective resistance y3. In order to make the device useful for a wide variety of frequencies therefore the resistor y3 is expediently designed to be variable in such a way that for a value for the resistance y3 is determined for each fundamental frequency to be examined, for which the calibration of the capacitor C according to the phase is correct.

Der mit beliebiger Phasenverschiebung einstellbare Strom wird auf den Gitterkreis einer negativ vorgespannten Verstärkerröhre R1 gebracht. Die Gittervorspannung ist so gewählt, daß nur die Scheitel der Wechselspannung eben gerade in den Steuerbereich der Charakteristik fallen. Die in der Röhre R1 verstärkten Scheitelimpulse werden in an sich bekannter Weise auf das Gitter einer zweiten Röhre R2 zur Wirkung gebracht. Diese Röhre ist ihrerseits wieder so weit negativ vorgespannt, daß wiederum nur die Spitzen der Impulse in den Steuerbereich der Röhre fallen. Man kann das Verfahren der Spitzenbildung beliebig fortsetzen, um beliebig kleine Zeitelemete in der Nähe des Scheitels auszublenden. Im vorliegenden Beispiel 'sind der Einfachheit halber nur zwei derartige Stufen angenommen.The current, which can be set with any phase shift, is increased to brought the grid circle of a negatively biased amplifier tube R1. The grid prestress is chosen so that only the apex of the alternating voltage is in the control area the characteristic fall. The peak pulses are amplified in the tube R1 brought into effect in a manner known per se on the grid of a second tube R2. This tube is for its part negatively biased to such an extent that again only the peaks of the pulses fall within the control range of the tube. You can do the procedure continue the formation of the peak at will, with any small timing elements in the vicinity of the parting. In the present example 'are for the sake of simplicity only two such stages assumed.

Diese Scheitelimpulse wirken auf das Gitter einer Röhre R3, welche ungefähr bis zum Verriegelungspunkt negativ vorgespannt ist. Die Scheitelimpulse geben also den Anodenkreis der Röhre R3 stoßweise frei. Dem Anodenkreis wird die zu untersuchende Schwingung über ein Anzeigeinstrument M, z. B. ein zweckmäßigerweise selbstregistrierendes Gleichstromgalvanometer, zugeführt. Die Ausschläge des Indikators M bilden ungefähr ein Maß für den Momentanwert der Schwingungen in dem durch die Einstellung des Kondensators C bestimmten Phasenmoment.These peak pulses act on the grid of a tube R3, which is negatively biased approximately to the locking point. The apex impulses thus release the anode circuit of the tube R3 intermittently. The anode circuit is the Vibration to be examined via a display instrument M, e.g. B. an expedient self-registering DC galvanometer. The deflections of the indicator M form approximately a measure of the instantaneous value of the vibrations in the Adjustment of the capacitor C specific phase moment.

Um einen Phasenwechsel von z8o° hervorzurufen, ist vorteilhaft ein Polwender W einzuschalten.In order to bring about a phase change of 80 °, a Switch on the pole changer W.

In der Abb. 2 sind die Schwingungsvorgänge in den beiden Zweigen der Schaltung als Kurven dargestellt. Die Kurve i stellt eine zu untersuchende Kurve dar. Kurve :z der Abb. 2 bebedeutet in jeder Periode eine andere Phase der Scheitelimpulse, welche mit Hilfe des Phasenreglers auf jede beliebige Phase in bezug auf die zu untersuchende Schwingung eingestellt werden können. Die Kurve 3 der Abb. 2 zeigt endlich die Summenwerte, welche in der Elektronenröhre entstehen. Aus diesen Summenwerten kann die zu untersuchende Kurve in der erwähnten Weise zeichnerisch oder mit Hilfe von Registrierinstrumenten ermittelt werden. In Kurve 3 der Abb. 2 ist dies angedeutet, indem die in den einzelnen Perioden sich ergebenden Summenwerte auf eine Periode (in der Zeichnung die erste) übertragen werden. Selbstverständlich wird man in der Praxis die Phasenunterschiede von einem der Untersuchung dienenden Scheitelimpuls zum nächsten viel enger legen, als dies in der Abb. 2 im Interesse einer deutlichen Darstellung angenommen ist, und zwar wird man die Phasenwerte um so enger aneinanderlegen müssen, je komplizierter die zu untersuchende Kurve ist.In Fig. 2 the oscillation processes in the two branches of the Circuit shown as curves. The curve i represents a curve to be examined Curve: z in Fig. 2 means a different phase of the peak impulses in each period, which with the help of the phase regulator to any phase with respect to the to investigating vibration can be set. The curve 3 of Fig. 2 shows finally the sum values which arise in the electron tube. From these sum values can draw the curve to be examined in the above-mentioned manner or with the help of can be determined by registration instruments. This is indicated in curve 3 of Fig. 2, by applying the total values resulting in the individual periods to one period (the first in the drawing). Of course you will be in the Practice the phase differences of an investigative peak pulse to the next place much closer than this in Fig. 2 in the interest of a clear Representation is assumed, namely one will put the phase values closer together the more complicated the curve to be examined is.

Selbstverständlich kann das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel in beliebiger Hinsicht verändert werden; insbesondere kann an Stelle der Deguisneschen Brücke jeder andere Phasenschieber benutzt werden. An Stelle der Verstärkerröhren Ri, R2 können andere elektrische Ventile, z. B. negativ vorgespannte Gleichrichter, ' verwendet werden. Ferner kann als Indikator z. B. eine stroboskopische Einrichtung verwendet werden, um die Kurven als Linienzug wie bei den bekannten Schleifenoszillographen sichtbar' zu machen.Of course, the above-described embodiment in can be changed in any way; in particular, instead of Deguisneschen Bridge every other phase shifter can be used. Instead of the amplifier tubes Ri, R2 can use other electric valves, e.g. B. negatively biased rectifiers, ' be used. Furthermore, as an indicator z. B. a stroboscopic device used to plot the curves as a polyline as with the well-known loop oscilloscopes visible '.

Die Anwendungsmöglichkeiten der Vorrichtung gemäß dem vorbeschriebenen Verfahren sind wesentlich größer als diejenigen der gewöhnlichen Oszillographen, da das Verfahren bis auf die durch innere Röhrenkapazität entstehenden Fehler unabhängig von der Frequenz, also auch bei hohen Frequenzen anwendbar ist. Aus 'dem gleichen Grunde ist das Verfahren auch wesentlich anpassungsfähiger bei ungünstigen Verhältnissen. Insbesondere ist das Verfahren auch zur Untersuchung anderer als elektrischer periodischer Vorgänge geeignet, sofern solche Vorgänge mit anderen Hilfsmitteln, z. B. Mikrophonen, umgewandeltwerden können.The possible uses of the device according to the above Procedures are much larger than those of the ordinary oscilloscope, since the process is independent except for the errors caused by internal tube capacitance of the frequency, i.e. it can also be used at high frequencies. From the same Basically, the procedure is also much more adaptable in the case of unfavorable conditions. In particular, the method is also more periodic for investigating anything other than electrical Processes suitable, provided that such processes are carried out with other aids, e.g. B. microphones, can be converted.

Claims

PATENT CLAIMS: i.

Method for determining the curve shape of periodic electrical processes, characterized in that in the vicinity of each Vertex of the oscillation to be examined a small time element with the help of a or several electrical valves is hidden and that these peak pulses with the help of a phase shifter (P) by changing the setting of the same for any phase value in this way in conjunction with the one to be examined Vibration can be brought about that the interaction is a measure of the instantaneous value of the oscillation to be examined at the relevant phase point. ?-Facility for performing the method according to claim i, characterized in that in the a chain of sieves is located to form the circuit used for the peak impulses, that the current going through the phase shifter prior to its interaction with the Vibration to be examined in the electric valves free of harmonics is.

3. Device according to claim 2, characterized in that to achieve the peak pulses one or more cascaded such highly negatively biased booster tubes that are used with each tube only the peak values of the vibrations acting on the grid in the control areas the characteristic fall.

4. Device according to claim 3, characterized in that that when using several amplifier tubes connected in cascade the negative Bias of each subsequent tube is chosen from that in the preliminary stage already masked peak pulse, in turn, only a percentage lower peak pulse falls within the control area of the characteristic.

5. Device according to claim 2, characterized characterized in that the oscillation to be examined is connected to the anode circuit via an indicator and the vertex pulses are fed to the grating circle of an amplifier tube or vice versa.

6. Device according to claim 5, characterized in that for the cooperation the oscillation to be examined and the apex impulses a mesh tube is used is.

7. Device according to claim 2, characterized in that as a phase shifter a Deguisne bridge is used. B. Device according to claim 7, characterized characterized in that the twist angle of the one located in a bridge branch variable capacitor is proportional to the phase shift. G. Facility according to claim 2 to 8, characterized in that the phase shifter with a special indicator to identify the phase shift is provided. ok Device according to Claims 7 to g, characterized in that the effective resistance (r3) the bridge is designed to be adjustable in this way for different basic frequencies is that the twist angle of the capacitor (C) with the respective size of the Phase shift is proportional. i i. Procedure for determining the shape of the curve of non-electrical periodic processes, characterized in that these Processes are first converted into dimensionally accurate electrical vibrations and then the course of these electrical processes according to the method according to claim i or is determined with the device according to claim 2 to io.